织金县吹聋水库除险加固中帷幕灌浆技术应用分析

马兴明

(织金县水利局，贵州织金552100)

织金县吹聋水库除险加固中帷幕灌浆技术应用分析

马兴明

(织金县水利局，贵州织金552100)

很多水库由于修建年代已久，在自然环境的侵蚀下会出现不同程度的渗漏现象，使水库运行的安全性与可靠性受到威胁，因此需要对水库进行除险加固。在水库的除险加固工程中，帷幕灌浆技术的应用日益广泛。文章以织金县吹聋水库为例，对帷幕灌浆技术在除险加固工程的应用进行了分析。

水库;除险加固;帷幕灌浆;技术要点;质量控制

1 吹聋水库概况

织金县吹聋水库位于织金县城西南50 km的阿弓镇西北部，水库位于摸座河上的一条小支流源头，流入摸座河后往下汇入三岔河，属乌江水系。水库为50 a一遇设计、500 a一遇校核，工程等别为Ⅳ等，大坝建筑物为4级，其他次要建筑物及临时建筑物为5级。坝址以上集雨面积3.4 km2，多年平均流量0.09 m3/s，水库主要水源为鱼角洞泉水及其它多处小泉水，主河道长1.05 km，平均坡降70‰。正常蓄水位为1 814.4 m，设计洪水位为1 815.53 m(P=2%)，校核洪水位为1 816.03 m(P=0.2%)，总库容133万 m3，兴利库容102万 m3，死库容4万 m3，设计灌溉面积20.2万hm2，为年调节水库。

2 帷幕灌浆工程的布置

根据相关设计，该工程共布置82个孔，其帷幕线位置从主坝右坝肩沿防渗墙布置到副坝左坝肩，为单排孔，孔距为3.0 m，帷幕线长246 m。但在实际施工中，设计将主坝右坝肩帷幕线向山体延伸了15 m，增加了83#～87#灌浆孔，并在副坝上游左下角增了2个加强孔，在吊钻严重的28#孔～40#孔间增加了11个加密孔，累计增加灌浆孔深共计492.15 m。根据统计，本工程累计造孔深度2 464.5 m，累计耗灰588.2 t，最大单位耗灰10 939 kg/m。

3 帷幕灌浆施工技术要点分析

3.1 钻孔

根据施工涉及的要求，对钻孔的孔位、孔径和孔深进行确定，在钻孔前需要对孔口高程进行实际测量，将全站仪的应用与钢尺的应用相结合对孔位进行定位。使用回转式钻机和金刚石钻头或者硬质合金钻头进行钻进，灌浆孔的孔径应选择较小的，并保持钻孔孔壁的平直性和完整性、孔向的准确性。钻机的安装必须平整稳定，为避免钻机在运转过程中发生偏移，在深孔部位进行施工时，应使用钢筋将钻机锚固。在软弱层钻进时，适当降低钻进压力;在坚硬岩层中施工时，控制好压力，防止因钻进压力过大而使钻杆变形影响孔向。在施工过程中，要通过测斜仪对孔底偏差进行测量，并及时采取补救措施处理偏差超出允许范围的情况，孔底偏差的最大允许范围见表1。

表1 孔底偏差的最大允许范围

3.2 冲洗

为了避免裂隙的进口被堵塞，保证灌浆的质量，在钻孔符合设计要求之后需要对其进行冲洗，把残留在孔底和黏附在孔壁处的岩粉、碎屑等杂质冲出孔外。本工程使用压力水进行冲洗，这样能够冲出岩石裂隙或空洞中所充填的松软的、风化的泥质充填物，有利于浆液流进裂隙，促进其与裂隙接触面的胶结凝固，达到防渗和固结的作用。冲洗的压力为灌浆压力的80%，即0.24 MPa，冲洗标准为回水变清后结束。

3.3 压水试验

压水试验的目的是掌握水库的渗漏情况，了解岩石的渗透性。根据本工程的实际情况，在进行先导孔的钻孔过程中，根据要求对孔采用自上而下分段的方式进行压水试验，其段长一般3～5 m，最大≤8 m。压水试验方法采用单点法简易压水，压水20 min，每5 min测读一次流量，计算流量取最后的流量值。

3.4 灌浆施工

3.4.1 帷幕灌浆的材料选择

帷幕灌浆的水泥应采用普通硅酸盐水泥，水泥标号大于425#，期质量必须符合相关的标准，出现受潮结块的水泥不能用于工程之中，水泥通过过80 μm方孔筛的筛余量在5%以内方能达到对水泥的细度要求。本工程中使用普通硅酸盐P.O42.5水泥，灌浆水灰比采用5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1、0.5∶1。灌浆用水应达到拌制水工混凝土用水的要求，外加剂的加入应以灌浆的需要为依据，并且不能对环境造成污染，通过室内试验和现场灌浆试验对外加剂的种类和掺入量进行确定。

制浆的材料必须进行称量，并保证称量误差在5%以内，泥浆的搅拌必须均匀并对泥浆的密度进行测定，在对纯水泥浆液进行搅拌时，如果使用的是普通搅拌机，则搅拌时间应＞3 min，如果使用的是高速搅拌机，则其搅拌时间应至少为30s，在使用前应对浆液进行过筛。

3.4.2 控制灌浆压力

在灌浆的过程中，可以通过一次升压法和分级升压法对灌浆压力进行控制。对于透水性较小、裂隙不发育的岩石基础帷幕灌浆，一次升压法具有良好的适用性。对于岩石透水性大、很难快速达到规定压力的灌浆段可以采用分级升压法，是分级升压法是指在灌浆的过程中，把压力化分为数个阶段，然后逐级升高到设计的压力值。

3.4.3 浆液浓度的变换

在施工的过程中，浆液浓度的变换应按照以下的要求进行:在灌浆压力保持不变并且注入率持续减少的情况下，或者在注入率保持不变但是压力持续升高的情况下，不对水灰比进行改变;在某一级浆液的注入量达到300 L以上，或者灌注的时间达到1 h，但是灌浆压力、注入率的改变不明显时，将水灰比改浓一级进行灌注;在注入率＞30 L/min的情况下，应根据具体的情况越级变浓。

3.4.4 封孔

本工程采取的灌浆方式为自上而下的分段灌浆，在规定的压力下，注入率≤1 L/min时继续灌注60 min即可结束灌浆，封孔通过压力灌浆封孔法进行。

4 帷幕灌浆施工质量控制措施

4.1 合理处理特殊状况

在灌浆施工的过程中，如果出现冒浆、漏浆的状况，根据具体情况，采用一定的措施进行处理，比如表面封堵、嵌缝等方法。在帷幕灌浆的过程中出现串浆，如果被串浆孔正在造孔，应立刻停止钻孔施工，并用灌浆塞塞住，在灌浆孔的灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔，根据要求进行冲洗，然后继续钻进或者灌浆施工。如果灌浆施工因故中断，应尽快将灌浆恢复，对钻孔进行及时的冲洗，而后恢复灌浆［1］。如果冲洗无效或者无法进行冲洗，则应进行扫孔，然后恢复灌浆。恢复灌浆时，灌注时应采用开灌时的水灰比，如果单位吸耗浆量和中断前的较为相近，应改用中断前的水灰比进行灌注;如果与中断前的吸浆量，单位吸浆量减少较多，应逐级加浓浆液的浓度然后继续灌注。

4.2 加强对施工过程的管理

灌浆工程是一项隐蔽工程，为保证工程的质量，需严格控制每一道施工工序，并安排专门的技术人员进行值班。钻孔时，每个孔都必须由技术员对孔位、孔深进行检查，确实达到设计要求方可灌浆。灌浆泵压力表的摆动范围应≤灌浆压力的20%，灌浆设备、管路、压力表都必须有足够的排浆量及各种灌浆的要求。浆液的配比必须严格称量，各灌浆点测定来浆密度，按实际需要进行准确配制，浆液成品的使用时间必须加以严格的控制，不得超过规定时间。

［1］张雷，诰绪锋，李伟良.帷幕灌浆在水库除险加固工程中的应用［J］.黑龙江水利科技，2007，35(04):194－195.

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1007－7596(2014)07－0150－02

2013－10－31

马兴明(1964－)，男，贵州织金人，工程师，从事水利水电工程建筑工作。